探析水利工程建筑的生態化設計

【摘要】文章以水利工程建筑中的云南地區堤防護岸工程為例，對其生態化設計進行分析，堤防護岸工程生態化設計是指在沿河護岸的堤防工程設計過程中，以自然景觀和生態系統為指導，在遵循自然規律的基礎上，保持沿河邊緣的生態系統平衡和人們居住安全為目的，設計以樹木植被為護岸的人工堤防?；诖耍疚年U述了水利工程建筑建設對生態環境的主要影響以及水利工程建筑生態化建設的意義及其措施，結合云南地區堤防護岸工程，對水利工程建筑的生態化設計進行了探討分析。

【關鍵詞】水利工程建筑；生態環境；影響；云南地區；堤防護岸工程；生態化設計

水利工程建筑中的堤防護岸工程生態化設計是水利與其它學科的結合，其涉及水力、生態、地貌、環保、建筑及美學等諸多學科。因此堤防護岸生態化設計應尊重自然和生態原則為導向，以構建生態河道為目標，統籌防洪安全、用水安全和生態安全為基礎，充分體現防洪、生態、人文、休閑等功能，從而促進社會經濟的可持續發展。

一、水利工程建筑建設對生態環境的主要影響分析

水利工程建筑建設對生態環境的影響主要表現在：（1）對周圍地質環境影響的問題。水利工程建筑建設會產生一些環境地質問題。如開采石料時，巖土剝離后會加速風化，造成新的水土流失。人工開挖基坑和高陡邊坡時，巖土體會產生臨空面和裂隙，可能造成滑動破壞。棄石亂堆亂放會引發泥石流，基坑排水會造成地下水位下降、地面塌陷等。（2）對周邊生活環境影響的問題。水利過程建設過程中的施工放炮，施工單位為了趕進度，在居民集中點用藥量過大，炮聲震動使部分民宅受損，正常生活受到干擾。施工棄渣，在施工中大部分承包商是按規定將棄渣傾倒到渣場的，但也有部分承包商不按規定將施工棄渣亂堆亂倒。生產廢水未達標就直接排入河道，生活污水未經任何處理直接排放或傾倒在營地周圍，施工機修場地附近油跡斑斑，存放機械設備的地方隨處可見油跡。部分施工營地周圍廢紙、爛塑料袋在樹叢中亂掛亂飛，衛生狀況堪憂。（3）對陸地生態影響的問題。水利工程建筑建設會破壞部分土壤和植被，比如砂石料場開采，施工設施的布置，修擴建公路，修建臨時及永久性建筑，施工場區及生活區的布置等施工環節。此外，施工噪聲驚擾庫周陸生動物，對其生活產生一定影響。由于壩基、圍堰、截流等施工過程均向水中投入大量的砂石料，料場開采對植被的破壞使局部區域的水土流失加劇，使一部分泥沙進入河道。

二、水利工程建筑生態化建設的意義及其措施

1、水利工程建筑生態化建設的意義。主要表現在：（1）生態城市建設發展的需要。隨著人們生活水平的提高，為了追求高質量的生活，人們對城市的環境質量提出了更高的要求，生態城市建設已經成為眾多城市的發展目標。而水利工程建筑建設作為國民基礎設施建設的重要組成部分，城市發展過程當中起著不可替代的作用，為了適應社會經濟的發展，水利工程建筑生態化建設應該從傳統水利向生態水利轉變。（2）人類社會發展的需要。當前水利工程建筑建設管理可以劃分為五個層次分別為：飲水保障、防洪安全、糧食供給、經濟發展、生態環境。這五個層次最終都體現以人為本。水利工程隨著經濟社會的快速發展，已經進入到了更高的層次需求，即生態環境階段。所以水利工程的建設必須突破以河論河、以水論水傳統的束縛，創造水和生態、水和文化、水和景觀等的和諧。（3）保護與改善人類生存環境的需要。隨著經濟發展以及工業化程度的提高，人類賴以生存的自然環境正在一步一步的惡化，這對人類自身的發展與生存構成了直接的威脅，怎樣改善我們的生存環境是目前擺在我們面前的急需解決的課題。就水利工程建筑建設來說，其和生態環境密不可分，水利工程建筑建設帶來的環境影響也非常廣泛，主要包括土地淹沒、生物多樣性受影響、小氣候的形成、庫區移民等等。水利工程建筑建設面對如此嚴峻的生態環境問題，水利部門必須轉變傳統的治水思路，走生態水利的道路。

2、水利工程建筑生態化建設的措施。（1）因地制宜的措施。自然界不存在兩條一樣的河流，即使對同一河流在不同的區域其特點也不同，因此在進行水利工程建筑生態化建設時必須因地制宜，對該區域進行充分的考察，充分的尊重該河流在該區域的美學價值與自然屬性，最終形成最好的水利工程建筑生態化建設方案。對自然河流實施控制是傳統的水利工程設計的特征。而水利工程建筑生態化建設，要求水利工程師樹立新的理念，放棄傳統的控制自然界理念?；谌祟惒豢赡芤揽孔约旱牧α縼砜刂谱匀唤?，所以實現人和自然的和諧才是人生存發展的最終目的。另外，實現水資源的良性循環是水利工程建筑生態化建設的前提，水利工程建筑生態化建設應該使得水利工程既滿足生態環保的要求，同時也滿足人們生活與環境質量的要求。（2）對污水棄渣進行妥善處理。基于生態化水利工程建設的特殊性，可以采取自然沉淀的方法來處理污水棄渣。與此同時，可以通過建立化糞池與簡易的廁所來接納工程施工區域的污水，從而達到防止污水對河流下游的居民造成影響。在工程施工過程中還應該考慮棄渣的堆放，必須確保施工區域原有景觀在施工完成后能夠恢復；首先開挖耕地的表土耕作層，并將開挖出來的表土耕作層做妥善的保管，以便在工程完工后用于覆土使用。（3）嚴格施工環境的監測以及施工區域生態環境的保護。對已經或者正在建設的水利工程建筑，應該建立相應的環境監測項目指標體系，該指標體系的建立必須遵循環保的標準。在該指標體系當中對相關監測人員與單位的職責應該做明確的規定，這樣出現當出現問題就能及時的找到相關的責任人，使問題得到及時的解決。

三、水利工程建筑的生態化設計分析

結合水利工程建筑中的云南地區堤防護岸工程為例，對其生態化設計進行分析：

1、水利工程建筑中云南地區堤防護岸工程設計存在的問題分析。主要表現為：（1）規則的堤防護岸工程破壞了河流生態平衡，搶占了生物生存的棲息場所。在設計以往的堤防過程中，為了保證堤防承受住最大限度洪水的沖擊，提高堤防的自我保護能力，設計人員在堤線上都使其與岸坡坡頂貼緊，岸坡、堤防在設計、建設中就產生了整齊劃一、規則的斜面或者直立面。本來不規則的淺灘、河床、河岸也都被推平，原木的植被遭受很大程度的損害，河道兩邊的自然景觀消失，原木棲息的生物的生存環境完全消失，導致河流的生態鏈不復存在。（2）改變河道自然面貌會破壞河道的生態環境。堤防工程設計過程中，為了考慮到洪水排泄的速度及減少工程建設成本，在堤防的設計建設過程中，通常采取截彎取直的措施對原本的河道進行改變，對堤線經常使用平直的方式進行建設。這樣的堤防護岸生態化設計方案降低了堤防建設成本，但同時給河流中生物的生長環境和河道內水流狀造成了一定的影響，對于河流的生態環境損害非常嚴重。

2、水利工程建筑中的云南地區堤防護岸工程生態化設計原則。具體體現在：（1）整體性原則。整體性原則作為堤防護岸生態化設計的首要原則，在進行堤防護岸生態化設計時，必須充分考慮其堤防建設的整體經濟效益以及所產生的社會效益，同時將堤防整體設計與長遠利益相統籌，不僅僅在強調整體美觀的同時，也能將堤防整體綜合效益與自然相融為一體，真正意義上實現生態堤防的作用。（2）安全性原則。堤防護岸生態化設計必須充分考慮防洪度汛的重要作用，在設計時，將防洪安全作為生態堤防的主要原則，確保設計的合理性，由此才能保證堤防的生態效應，安全原則將是生態堤防的第一原則。（3）多樣性、異質性原則。堤防護岸工程生態化設計必須充分考慮其合理性，不僅僅考慮其整體的經濟效益以及安全等問題，還要充分考慮堤防護岸生態化設計所產生的邊緣效應。協調好每個設計階段人與自然之間的關系，在設計過程中一定充分考慮對自然景觀的影響，從河流到陸地整個生態環境效益都應產生重要影響，進而營造一個長遠發展的生態堤防，為各種水生植物提供良好的生態生長環境。（4）自然景觀優先原則。生態學概念的提出以及運用，在很大程度上都促進了堤防建設的發展，首先，在進行堤防護岸生態化設計過程中，將自然因素考慮其中，設計者可以通過實際勘察，將設計理念與生態環境相結合，在保護生態環境前提下進行的規劃設計不僅僅符合生態學理念，更加可以促進堤防的可持續發展，特別的針對蜿蜒曲折的河道來講，進行大規模施工建設，不僅僅浪費更多的人力、物力，更加會對自然景觀做出加倍的賠償。所以建設規劃時，必須以自然景觀為前提，進行生態設計。（5）親水性原則。堤防護岸生態化設計不僅僅要考慮經濟效益、環境效益等方面的因素，還要關注其所產生的社會效益。隨著人們生活質量的逐漸提高，對于文化娛樂設施場所建設也逐漸更加追求其人性化建設，水作為天然流動景觀，備受人們所喜愛，堤防工程作為市政工程建設的一部分對人們生活休閑娛樂有著極其重要的影響，因此在規劃建設中必須充分考慮其舒適性。

3、水利工程建筑中的云南地區堤防護岸工程生態化設計要點分析。（1）堤防護岸工程生態化設計的植被護岸設計。堤防護岸工程生態化設計中的植被主要是由發達根系所組成，發達根系固土植物能夠在水土保持方面發揮重要作用。如果利用發達的根系植物進行護岸固土，既能保沙固土，防止水土流失，又能使生態系統平衡發展，同時還能夠對城市景觀建設進行規劃造景，使城市河道護岸結構和護岸結構成為城市中亮麗的風景。在選擇固土植物時，我們有多種選擇，不同的地理環境和氣候環境應選擇適宜的植物品種。例如羊毛草、黑麥草、冰草、百慕達、三葉草、黃草木犀、沙打旺、枸杞、沙棘林等許多耐寒、耐旱和抗蟲害的品種。同時在播種時，也要選擇合適的播種方法。例如利用水力噴播的方法在人們難以施工的堤防工程上種植草坪?；旌蠑嚢杞涍^技術處理的植物種子、木纖維、粘合劑、保水劑和復合材料等，最后噴灑在需要種植草坪的地方，使之成為初級生態植被綠化技術。植被護岸能夠不受土壤環境和氣候環境的影響，可以全天施工，成坪快，同時減少一定的養護費用，但有時植被護岸也容易被雨水沖刷，形成深溝，這樣就影響了護岸效果和景觀效果。（2）堤防護岸工程生態化設計中的土工材料固土種植基護岸設計。堤防護岸工程生態化設計中的土工材料固土種植基主要由土工網墊固土種植基和土工單元固土種植基等多種形式構成。土工網墊固土種植基主要有聚丙烯等高分子材料制成的網墊和種植土、籽等組成。多層非拉伸網和雙向拉伸平面網組成了固土網墊，多層網的交接點經熱熔后進行粘接，最終形成具有質地疏松、柔韌，有合適的高度和空間，可充填并存儲土壤和沙粒的穩定空間網墊。植物在生長過程中，根系可以穿過網孔來平衡生長，同時可以將長成后的草皮與泥土表層牢固結合，用作網墊。我們對于固土網墊進行人工鋪設。此外還有一種土工單元固土種植基，利用聚丙烯和高密度聚乙烯等材料在熱熔粘接成的蜂窩狀單元中填土植草，達到護岸作用。這種護岸技術也易被雨水沖刷，應加強用混凝土和石籠固定外圍，增加堤防工程的穩定性，生態系統的平衡發展。

（3）堤防護岸工程生態化設計中的植被型生態混凝土護岸設計。堤防護岸工程生態化設計中的植被型生態混凝土護岸最早由日本提出，并在城市河道建設中得到了一定的應用。目前我國也不斷的借鑒植被型生態混凝土，在不同的地區得到了相應的應用。植被型生態混凝土是一種由多孔混凝土、保水材料、緩釋肥料和表層土等組成的生態材料，構成植被型生態混凝土的基礎。而植被型生態混凝土的骨架則是由粗骨料、水泥和適量的細摻和料組成的多孔混凝土構成。

結束語：

綜上所述，隨著社會經濟的快速發展，資源相對減少以及生態環境的極度破壞，所以在對水利工程建筑中的堤防護岸工程進行生態化設計時，不僅要充分考慮其功能作用的發揮，更加要求注重其對自然環境所產生的影響。因此在堤防護岸生態化設計過程中需要尊重自然生靈，堅持治水生態化的思路，盡可能在不對河流生物生存的影響前提下，保留水生動植物繁衍、生息的環境，形成人與自然和諧相處、相互依存的自然景觀。

參考文獻：

[1]吳宏林.水利水電工程對生態環境的影響及保護對策[J].中國科技博覽，2015

[2]吳振宇.淺談水利水電工程對生態環境的影響及保護對策[J].科學與財富，2017

[3]姚海萍.城市河道生態護坡設計研究[J].華東科技2014

[4]高建.淺析水利工程建設中生態堤防設計[J].黑龍江水利科技，2017

[5]李理.山區河道生態堤防工程設計[J].安徽水利水電職業技術學院學報，2017

[6]羅光敏.云南楚雄市青龍河河道生態治理工程簡述[J].人民長江，2012